Luận văn đã thực hiện được:
- Kiểm toán năng lượng tại nhà máy xi măng Đông Trường
Sơn- Quảng Trị.
- Đưa ra các giải pháp tiết kiệm chung cho một số nhà máy sản
xuất xi măng và gạch ở Quảng Trị.Trên cơ sở đó có thể tham khảo.
tìm hiểu để đưa ra giải pháp phù hợp với tình hình sản xuất của từng
nhà máy nhằm giảm chi phí sản xuất, tăng sức cạnh tranh.
- Đưa ra một số giải pháp tiết kiệm năng lượng thiết thực cho
nhà máy sản xuất xi măng Đông Trường Sơn - Đông Hà.
- Phân tích lợi ích chi phí của các giải pháp tiết kiệm
13 trang |
Chia sẻ: lylyngoc | Lượt xem: 3033 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem nội dung tài liệu Nghiên cứu các giải pháp tiết kiệm năng lượng tại một số nhà máy sản xuất vật liệu xây dựng ở Quảng Trị, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
- 1 -
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
------ *** ------
PHAN LINH TIÊN
NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP
TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TẠI MỘT SỐ
NHÀ MÁY SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG
Ở QUẢNG TRỊ
Chuyên ngành : Cơng nghệ Nhiệt
Mã số : 60.52.80
TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Người hướng dẫn khoa học : TS. TRẦN THANH SƠN
Đà Nẵng – Năm 2011
- 2 -
Cơng trình được hồn thành tại
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
Người hướng dẫn khoa học : TS. TRẦN THANH SƠN
Phản biện 1:…………………………………………………….
Phản biện 2:…………………………………………………….
Luận văn sẽ được bảo vệ tại Hội đồng chấm Luận văn tốt
nghiệp Thạc sĩ kỹ thuật họp tại Đại học Đà Nẵng
vào ngày ……. tháng....... năm ........
Cĩ thể tìm hiểu luận văn tại :
- Trung tâm Thơng tin – Học liệu Đại học Đà Nẵng.
- Trung tâm học liệu Đại học Đà Nẵng.
- 3 -
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Hiện nay, với tốc độ phát triển kinh tế xã hội nhanh đang địi
hỏi nhu cầu sử dụng vật liệu xây dựng nĩi chung, trong đĩ các sản
phẩm gạch ngĩi, xi măng nĩi riêng là rất lớn. Tuy nhiên, ngành sản
xuất vật liệu xây dựng Quảng Trị đang phải đối mặt với nhiều khĩ
khăn, nhất là chi phí trả cho tiêu thụ năng lượng quá lớn.
Xuất phát từ nhìn nhận trên, việc tiến hành nghiên cứu các giải
pháp tiết kiệm năng lượng tại các cơ sở này là hết sức cần thiết, gĩp
phần giảm chi phí sản xuất, tăng sức cạnh tranh và bảo vệ mơi
trường.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Đưa ra giải pháp tiết kiệm năng lượng trong ngành sản xuất xi
măng, sản xuất gạch nĩi chung ở Quảng Trị và nhà máy xi măng
Đơng Trường Sơn nĩi riêng nhằm giảm chi phí sản xuất, tăng sức
cạnh tranh và bảo vệ mơi trường.
3. Nội dung nghiên cứu
- Kiểm tốn năng lượng tại Nhà máy xi măng Đơng Trường Sơn.
- Nghiên cứu các giải pháp tiết kiệm năng lượng chung cho một
số nhà máy sản xuất xi măng và gạch ngĩi ở Quảng Trị.
- Đưa ra các giải pháp và phân tích lợi ích của các giải pháp tiết
kiệm năng luợng đối với nhà máy xi măng Đơng Trường Sơn.
4. Phương pháp nghiên cứu
Sử dụng phương pháp thu nhập và xử lý thơng tin, kết hợp với
lý thuyết để nghiên cứu.
5. Ý nghĩa thực tiễn
- 4 -
Áp dụng thực tế vào nhà máy giúp giảm chi phí sản xuất, tăng
sức cạnh tranh và bảo vệ mơi trường.
6. Bố cục luận văn:
Mở đầu
Chương 1: Nội dung kiểm tốn năng lượng
Chương 2: Các giải pháp tiết kiệm năng lượng trong sản xuất
xi măng và gạch ngĩi
Chương 3: Cơng nghệ phát điện tận dụng nhiệt dư trong sản
xuất xi măng
Chương 4: Các giải pháp tiết kiệm năng lượng tại cơng ty xi
măng Đơng Trường Sơn
Kết luận và kiến nghị
CHƯƠNG 1: NỘI DUNG KIỂM TỐN NĂNG LƯỢNG
1.1 Tổng quan
1.1.1 Thơng tin chung
1.1.2 Mơ tả dây chuyền cơng nghệ sản xuất
1.2 Tình hình sản xuất
0
2000
4000
6000
8000
10000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Tháng
S
ả
n
p
h
ẩ
m
,
t
ấ
n
0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
700000
800000
Đ
i
ệ
n
,
k
W
Hình 1.2 Điện năng tiêu thụ theo sản phẩm
- 5 -
0
2000
4000
6000
8000
10000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Tháng
S
ả
n
p
h
ẩ
m
,
t
ấ
n
0
500000
1000000
1500000
2000000
T
h
a
n
,
k
g
Hình 1.3 Than tiêu thụ theo sản phẩm
Từ các đồ thị hình 1.2,1.3 cho thấy cĩ một số tháng điện năng
tiêu thụ lớn nhưng nguyên liệu hay sản phẩm tương ứng của tháng
thấp hơn với những tháng cĩ chi phí năng lượng nhỏ hơn. Chẳng hạn
từ đồ thị hình 1.2 trong tháng 1 tiêu thụ điện năng là 549600 kW ứng
với sản phẩm là 4130 tấn, nếu so sánh với điện năng tiêu thụ và sản
phẩm của tháng 8 thì thấy rằng, trong tháng 8 sản phẩm là lớn nhất
nhưng lượng điện tiêu thụ lại thấp hơn tháng 4. Cĩ sự chênh lệch này
cĩ thể là do lượng sản phẩm xi măng được lấy từ hĩa đơn xuất hàng
của tháng, nghĩa là ngồi sản lượng làm ra trong tháng cịn kể đến
lượng hàng tồn kho của tháng trước gộp vào, trong khi đĩ điện năng
tiêu thụ được ghi qua hĩa đơn đồng hồ điện trong tháng. Do vậy mới
cĩ sự chênh lệch trên. Tuy nhiên, nếu nhìn vào đồ thị hình 1.3 thì
thấy chi phí nhiên liệu than tương đối đồng đều. Vậy phải chăng cịn
nguyên nhân khác ngồi khâu tổng kết điện năng? Điều này cĩ thể do
cơng ty sử dụng điện năng khơng hiệu quả. Và để cĩ nhận định chính
xác chúng ta sẽ tiến hành đo đạc phụ tải của các hệ thống điện
- 6 -
1.3 Suất tiêu hao năng lượng
Suất tiêu hao điện theo sản phẩm
0
2000
4000
6000
8000
10000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Tháng
S
ả
n
p
h
ẩ
m
,
t
ấ
n
0
20
40
60
80
100
120
140
S
u
ấ
t
t
i
ê
u
h
a
o
,
k
W
h
/
t
ấ
n
Hình 1.4 Suất tiêu hao điện
0
2000
4000
6000
8000
10000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Tháng
S
ả
n
p
h
ẩ
m
,
t
ấ
n
175
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
S
u
ấ
t
t
i
ê
u
h
a
o
,
k
g
/
t
ấ
n
Hình 1.5 Suất tiêu hao than
Cĩ thể thấy rằng suất tiêu hao bị ảnh hưởng rất nhiều bởi mức
độ sử dụng cơng suất sản lượng.Suất tiêu hao điện so với sản phẩm
trung bình trong năm được tính như sau:
Suất tiêu hao điện: 21,87
79309
1095.792
== kW/tấn
- 7 -
Suất tiêu hao than: 5,200
79309
15900208
== kg/tấn
1.4 Các hệ thống tiêu thụ năng lượng
1.4.1 Các hệ thống
1.4.1.1 Hệ thống chiếu sáng
1.4.1.2 Thiết bị tiêu thụ điện chính
1.4.2 Tỷ lệ tiêu thụ điện năng của các hệ thống thiết bị
1.4.2.1 Tỷ lệ tiêu thụ điện năng của các thiết bị chính
1.4.2.2 Biểu đồ tỷ lệ tiêu thụ điện năng của các hệ thống thiết
bị chính
Hình 1.6 Biểu đồ tỷ lệ tiêu thụ điện năng của các hệ thống thiết bị
chính
Qua biểu đồ trên cho thấy, chi phí điện năng cho hệ thống máy
nghiền là lớn nhất, chiếm 58,66%, kế đến là hệ thống quạt và bơm,
chiếm 19,52%.
- 8 -
CHƯƠNG2: CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG
TRONG SẢN XUẤT XI MĂNG VÀ GẠCH NGĨI
2.1 Tiết kiệm năng lượng trong sản xuất xi măng
2.1.1 Phân tích sự làm việc của thợ máy lị nung xi măng
Theo dõi sự làm việc của lị nung cho thấy rằng, các thợ máy
chủ yếu đều muốn tăng chi phí nhiên liệu để tiến hành quá trình nung
với dự trữ nhiệt cao hơn, để tránh trường hợp khơng đủ nhiệt trong lị
nung vì một nguyên nhân nào đĩ. Việc làm này thường dẫn đến nung
quá vật liệu trong vùng zơn nung kết, dẫn đến nhiều bụi và giảm sút
chất lượng clinker, lãng phí nhiên liệu, giảm độ bền của lớp ốp chịu
lửa, mài mịn mạnh hơn các bộ phận trao đổi nhiệt, buồng làm mát và
của tồn bộ thiết bị. Kết quả dẫn đến giảm hiệu quả của quá trình
cơng nghệ.
2.1.2 Phân tích sự làm việc của lị nung
Để đánh giá hiệu quả đốt nhiên liệu cần phải cĩ thơng tin về
thành phần của các chất khí thải nĩi riêng, về hàm lượng khí ơxy, khí
cabonic CO2, và khí CO.
Sự xuất hiện khí CO trong các khí thải liên quan tới sự khơng
cháy hết của nhiên liệu. Sự khơng cháy hết của nhiên liệu dẫn đến
giảm nhiệt độ trong vùng cháy, tăng độ dài ngọn lửa và vượt chi phí
nhiên liệu. Một thơng số quan trọng trong điều khiển quá trình nung
là kiểm tra hàm lượng CO2 trong thành phần của khí thải. Sự thay đổi
thơng số này cĩ thể đặc trưng cho mức độ chuẩn bị nguyên liệu trong
vùng phân giải cacbonat, cho sự tăng hay giảm lớp vật liệu ở cuối
vùng này.
2.1.3 Nghiên cứu thiết kế hệ thống quản lý năng lượng
Việc ứng dụng hệ thống kiểm tra liên tục lượng khí O2, CO và
CO2 vào cơng nghệ nung clinker cho phép bảo đảm việc quản lý tốt
- 9 -
hơn quá trình đốt nhiên liệu. Kiểm tra liên tục cho phép đảm bảo tỷ lệ
tối ưu của các thành phần được trộn của nhiên liệu khí và khơng khí,
nạp vào vùng đốt và làm tăng hiệu suất đốt nhiên liệu. Việc đưa vào
ứng dụng hệ thống kiểm tra liên tục lượng khí O2, CO và CO2 cho
phép giảm tiêu hao nhiên liệu tới 5 - 10%.
2.1.4 Giải pháp tiết kiệm năng lượng tại lị nung
2.1.4.1 Giải pháp tiết kiệm năng lượng tại hệ thống trao đổi
nhiệt
- Sử dụng thiết bị tản liệu cĩ hình thức kết cấu hợp lý.
- Sử dụng cyclon cĩ hiệu suất phân ly cao, trở lực nhỏ, hình
thức kết cấu hợp lý với loại vỏ xốy ốc 2700 của ống cyclon.
2.1.4.2 Giải pháp tiết kiệm năng lựợng tại buồng phân hủy
Một số nghiên cứu đề xuất giải pháp tối ưu hĩa kết cấu của
calciner, từ đĩ giảm thiểu lượng khí thải NOx của tồn bộ dây
chuyền.
2.1.4.3 Giải pháp tiết kiệm năng lượng tại lị quay
Thơng qua rất nhiều chứng minh thực tiễn, loại lị quay gắn hai
bệ đỡ cĩ tỷ lệ chiều dài và đường kính L/D < 12,5 ngày càng thu hút
được quan tâm vì yếu tố tiết kiệm nhiệt nung và năng suất riêng của
lị khá cao.
2.1.4.4 Giải pháp tiết kiệm năng lượng tại vịi đốt
2.1.4.5 Ghi làm nguội Cooler
2.1.4.6 Hệ thống nghiền xi măng
- Sử dụng thiết bị phân ly hiệu suất cao, cĩ khả năng làm nguội
và kết hợp với cụm thiết bị thu hồi sản phẩm (việc lắp đặt thiết bị
phân ly cho phép nâng cơng suất 10 - 25%).
-Bổ sung thiết bị nghiền sơ bộ
-Thay thế máy nghiền bi bằng các thiết bị nghiền khác
- 10 -
-Sử dụng nhiệt khí thải với nhiệt độ thấp của lị nung clinker để
phát điện.
2.2 Tiết kiệm năng lượng trong sản xuất gạch
2.2.1 Thu hồi nhiệt thừa của lị nung để sấy sản phẩm
Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý thiết bị thu hồi nhiệt
Nhiệt năng được truyền từ khí thải hoặc nước thải qua khơng
khí sạch hoặc nước sạch trong một buồng trao đổi nhiệt. Khơng khí
sạch đã sấy nĩng sẽ được chuyển qua một cơng đoạn sản xuất khác
cĩ yêu cầu nhiệt độ thấp hơn, hoặc bơm vào lị để cung cấp cho sự
đốt cháy nhiên liệu, làm cho quá trình đốt cháy nhanh hơn, triệt để
hơn và tốn ít nhiên liệu hơn. Nước sạch sau khi được làm nĩng cũng
sẽ được chuyển sang một cơng đoạn sản xuất cần nước nĩng khác
hoặc được bơm vào nồi hơi.
2.2.2 Nâng cao hiệu quả bơm, quạt
2.2.2.1 Sử dụng đường ống phù hợp
- Trong dải tốc độ cho phép, sử dụng đường ống cĩ d lớn
- Sử dụng chỗ uốn dài thay vì dùng chỗ uốn cong gấp khúc.
- Sử dụng tê chữ Y thay vì dùng chữ T
- Thiết kế đường ống càng ít chỗ uốn cong và càng ít chỗ nối
càng tốt
- Giảm độ cao của đường ống,cung cấp đủ cột áp hút.
- 11 -
2.2.2.2 Sử dụng bơm cĩ hiệu suất cao
2.2.2.3 Các cách điều chỉnh lưu lượng
Phương pháp tiết lưu
Áp suất của dịng mơi chất giảm xuống khi đi qua van tiết lưu,
làm cho lưu lượng giảm theo. Biện pháp này khá đơn giản, tuy nhiên
do cĩ tổn thất qua van tiết lưu nên phương pháp này khơng cĩ lợi về
mặt năng lượng.
Tuần hồn mơi chất
Giảm lưu lượng yêu cầu bằng cách tuần hồn một phần mơi
chất trở về lại đầu hút của bơm, quạt. Phương pháp này rất lãng phí,
bất lợi về mặt năng lượng, vì khơng làm giảm lượng mơi chất đi qua
bơm, quạt trong khi lưu lượng yêu cầu thực tế lại thấp hơn
Đĩng cắt bơm
Phương pháp này vừa đơn giản lại hiệu quả. Tuy nhiên lưu
lượng cung cấp bị gián đoạn khơng thích hợp cho các hộ tiêu thụ yêu
cầu lưu lượng mơi chất liên tục.
Thay đổi số vịng quay động cơ
Lưu lượng thay đổi tỷ lệ thuận với tốc độ quay của động cơ. Để
thay đổi tốc độ động cơ ta cĩ thể thay đổi số cặp cực, thay đổi số
vịng dây, thay đổi tần số... Hai phương pháp đầu rất phức tạp và điều
chỉnh khơng mịn. Nếu dùng bộ biến tần thay đổi tần số cấp cho động
cơ thì yêu cầu số vịng quay bao nhiêu nĩ sẽ đáp ứng bấy nhiêu.
2.2.2.4 Nâng cao hiệu quả động cơ
a. Điều chỉnh thơng số kỹ thuật của động cơ cho phù hợp
Một số thiết bị vì lý do nào đĩ (dự phịng hoặc tính sai) nên
động cơ thường dư cơng suất, chạy non tải. Tính tốn, chọn lại động
cơ phù hợp.
b. Sử dụng động cơ cĩ hiệu suất cao
- 12 -
Động cơ hiệu suất cao cĩ tổn thất nhỏ hơn đáng kể so với động
cơ thơng thường vì chúng cĩ:
-Cuốn dây dày hơn: vì vậy giảm được tổn thất I2R.
-Lõi từ nhiều hơn: vì vậy giảm được tổn thất sắt từ.
-Thép cĩ chất lượng tốt hơn: giảm được tổn thất sắt từ.
-Thiết kế tốt hơn để giảm các tổn thất do ma sát, tỏa nhiệt.
c. Sử dụng bộ truyền dây curoa dẹt
- Dây V thường bị kéo ra và trơn nên gây ra tổn thất
- Mức tiết kiệm phụ thuộc vào điều kiện của dây V (4 -12)%
d. Sử dụng bộ biến tần
Hiện nay, tất cả các nhà máy sản xuất vẫn sử dụng hệ thống
quạt thổi khí nĩng từ lị nung sang lị sấy. Hệ thống quạt này được
điều chỉnh bằng van tiết lưu đầu vào.
Như vậy động cơ vẫn hoạt động với cơng suất định mức mà
thực tế van tiết lưu đầu vào luơn được điều chỉnh ở mức 40-80%. Ðĩ
thực sự là một sự lãng phí điện năng khi mà thực tế động cơ đã tiêu
tốn một lượng cơng suất vơ ích đáng kể.Giải pháp sử dụng hệ thống
Biến tần đã thay đổi hồn tồn tình hình. Sử dụng hệ thống biến tần
để điều chỉnh lượng khơng khí và thay đổi áp suất cĩ thể tiết kiệm
năng lượng và nâng cao độ tin cậy của hệ thống. Hệ thống được tích
hợp cơng nghệ tiên tiến, tự động hĩa cao.
e. Sử dụng bộ Powerboss
Dây chuyền sản xuất gạch lị Tuynel là dây chuyền hoạt động
liên tục. Nhưng trong quá trình các động cơ máy cán thơ, động cơ
cán mịn… thường xuyên hoạt động non tải. Do vậy rất lãng phí điện
năng.
Giải pháp được đưa ra lắp đặt hệ thống Powerboss. Thơng qua
việc giám sát mức tải trên trục động cơ ở mỗi chu kỳ cấp điện,
- 13 -
Powerboss sẽ cung cấp cho động cơ lượng điện cần thiết trong quá
trình vận hành giúp giảm lượng điện năng tiêu thụ khi hoạt động cơ
hoạt động non tải và tăng hiệu suất động cơ, tăng tuổi thọ động cơ.
2.2.3 Một số biện pháp khác
- Tận dụng dầu thải để bảo dưỡng bánh xe goịng nung.
- Cải tiến khâu thiết kế sản phẩm, giảm khối lượng nhưng vẫn
đảm bảo tính năng và chất lượng sản phẩm.
- Thay đổi cách xếp gạch vào buồng đốt. Theo kinh nghiệm
xếp gạch theo kiểu đứng sẽ làm tăng tỉ lệ gạch loại I và giảm tỷ lệ
gạch vỡ từ 10-15% xuống cịn 2-5%.
- Cải tiến nhiên liệu sấy nung giảm chi phí nhiên liệu.
2.2.4 Một số cơng nghệ sản xuất gạch tiết kiệm năng lượng, cải
thiện mơi trường
2.2.4.1 Sản xuất gạch theo cơng nghệ liên tục kiểu đứng
Bảng 2.1 So sánh thơng số đầu vào của lị gạch liên tục kiểu
đứng với lị thủ cơng tính cho 1000 viên gạch đặc (2kg/viên)
Thơng số Lị liên tục Lị thủ cơng
Tiêu hao than cám 6, kg 100 220
Nhân cơng, cơng 2,1 3,1
Tỷ lệ hưu hao, % <5% 15%
Đất nguyên liệu, m3 2,1 2,2
Chất lượng sản phẩm đạt kém đạt
2.2.4.2 Sản xuất gạch nung bằng cơng nghệ bán dẻo
Cơng nghệ này sử dụng nguyên liệu "gầy" gồm: các loại đất
đồi, đất bĩc thải loại ở các mỏ, bìa, than, than xít, xỉ lị nung, gạch
- 14 -
ngĩi phế liệu, kể cả các chất thải rắn do phá dỡ nhà cửa, tường xây,
ngĩi lợp...
2.2.4.3 Lị nung sử dụng cơng nghệ khí hĩa trấu
Sử dụng hệ thống khí hĩa sẽ tạo nên sức cháy cao, nhiệt độ
đồng đều và cĩ cả hệ thống điều chỉnh nhiệt độ phù hợp cho từng loại
sản phẩm. Do đĩ, sản phẩm cĩ chất lượng cao đáp ứng được các tiêu
chuẩn kỹ thuật dành cho các sản phẩm cao cấp như gạch tàu, gạch
ngĩi, gốm đỏ hoặc sản phẩm cĩ phủ men.
CHƯƠNG 3: CƠNG NGHỆ PHÁT ĐIỆN TẬN DỤNG NHIỆT
DƯ TRONG CƠNG NGHIỆP XI MĂNG
3.1 Tổng quan về cơng nghệ phát điện tận dụng nhiệt dư trong
cơng nghiệp xi măng
3.1.1 Kỹ thuật phát điện tận dụng nhiệt dư trên thế giới
3.1.2 Kỹ thuật phát điện tận dụng nhiệt dư ở Việt Nam
3.2 Sơ lược nguyên lý cơng nghệ sử dụng nhiệt thải ở nhiệt độ
thấp của lị nung clinker để phát điện nhiệt độ thấp
- Giĩ nĩng cĩ nhiệt độ cao 300 - 3500C ra khỏi máy làm nguội
clinker sau khi qua máy lọc bụi phân ly, hiệu suất cao được dẫn đến
nồi hơi nhiệt dư ở đầu lị (nồi hơi AQC) sau đĩ được dẫn vào hệ
thống thốt khí đầu lị. Bụi thu về từ thiết bị lọc bụi và nồi hơi AQC
được đưa vào hệ thống vận chuyển clinker đầu lị.
- Khí thải nhiệt độ cao 350 - 3800C từ tháp trao đổi nhiệt đuơi
lị được dẫn đến nồi hơi đuơi lị (nồi hơi SP). Khí thải ra từ nồi hơi ở
nhiệt độ thấp 2500C được dẫn đến máy sấy, nghiền nguyên liệu. Bụi
thu hồi từ nồi hơi đuơi lị sẽ được đưa vào hệ thống dẫn bụi của lị
nung.
- 15 -
- Bề mặt tiếp nhận nhiệt của nồi hơi AQC được phân ra làm 2
đoạn, giai đoạn I là đoạn sản sinh ra hơi nước, giai đoạn II là đoạn
sinh ra nước nĩng. Nước bão hịa ở nhiệt độ 1350C do nồi hơi sinh ra
sẽ được cấp vào đoạn I của nồi hơi AQC và cho nồi hơi SP, hơi nước
quá nhiệt 1,6 MPa - 3000C do đoạn I nồi hơi AQC sản sinh ra sẽ là
hơi nước chính, sau khi kết hợp với hơi nước quá nhiệt cĩ cùng tham
số do nồi hơi SP sinh ra sẽ cùng vào turbine hơi nước.
- Dùng hơi quá nhiệt quay turbine dẫn động máy phát điện.
Nước ngưng tụ của turbine sẽ được bơm vào đoạn nước nĩng của nồi
hơi AQC, sau khi tăng nhiệt, nước sẽ cấp cho nồi hơi.
- Máy phát điện là loại máy xoay chiều thơng thường. Thơng
qua thanh cái 6 (10) kV của trạm biến áp tổng, máy sẽ vận hành .
3.3 Sơ đồ cơng nghệ trạm sử dụng nhiệt thải để phát điện
Hình 3.1 Mơ hình cấu trúc hệ thống nhiệt lực của cơng nghệ phát
điện tận dụng nhiệt dư nhiệt độ thấp kiểu khơng bù hơi đơn áp
3.4 Những thiết bị chính của trạm phát điện
- 16 -
3.5 Hiệu quả kinh tế kĩ thuật
Bảng 3.1 Bảng tổng hợp các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật chủ yếu của
trạm phát điện cho các loại cơng suất lị nung clinker
Chỉ số lị nung( tấn/ ngày)
TT
Thơng số kinh tế kĩ thuật
của trạm phát điện
Đơn vị
2500 4000 5000
1 Cơng suất lắp đặt MW 4,5 7,5 9
2 Cơng suất phát điện MW 4 7 8,6
3 Thời gian hoạt động/năm giờ 7200 7200 7200
4 Lượng phát điện/năm MWh 28800 50000 62000
5 Lao động của trạm người 10 10 10
6 Tổng mức đầu tư
triệu
USD
4 6-7 8
7 Thời gian hồn vốn năm 2,5-3 2,5-3 2,5-3
CHƯƠNG 4: CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG
TẠI CƠNG TY XI MĂNG ĐƠNG TRƯỜNG SƠN
4.1 Đánh giá chung về tình hình sử dụng năng lượng tại nhà máy
Qua thực tế khảo sát và tiến hành kiểm tốn năng lượng tại nhà
máy, tơi rút ra một số nhận định sau:
- Thiết bị đo lường: chủ yếu gồm đồng hồ điện tại máy biến áp,
một đồng hồ nước cấp đầu vào và một số thiết bị đo nhiệt độ. Do vậy
cơng ty cần trang bị thêm một số đồng hồ điện, nước cho từng phân
xưởng cũng như một số thiết bị phân tích khí kiểm tra quá trình đốt
nhiên liệu.
- Hệ thống chiếu sáng: Cơng ty sử dụng tổng cộng 600 bĩng
đèn huỳnh quang 40W chấn lưu sắt từ, khơng cĩ máng nên hiệu quả
- 17 -
sử dụng năng lượng thấp. Cơng ty nên thay chấn lưu sắt từ bằng chấn
lưu điện tử tiết kiệm điện năng và đảm bảo độ sáng theo yêu cầu.
- Hệ thống máy nghiền đập: Qua biểu đồ tiêu thụ điện năng
của các thiết bị cho thấy lượng điện tiêu tốn cho hệ thống nghiền là
nhiều nhất. Mà hệ thống này động cơ luơn chạy ở chế độ non tải và
phụ tải thay đổi liên tục với biên độ rất lớn. Điều này chứng tỏ kích
thước nguyên liệu vào hệ thống khơng đồng đều, cĩ những hạt liệu
quá lớn dẫn đến vượt tải của máy máy đập. Vì vậy nhà máy cần bổ
sung thiết bị nghiền sơ bộ nhằm đảm bảo kích thước liệu đầu vào <
3mm. Giải pháp này làm tăng năng suất nghiền, đồng thời tăng đáng
kể độ mịn của sản phẩm, giảm tiêu hao năng lượng nghiền.
- Hệ thống cấp liệu: Qua quá trình khảo sát thực tế cho thấy hệ
thống cấp liệu đã phát tán ra khu vực xung quanh lượng bụi rất lớn.
Vì vậy nhà máy cần sửa chữa các vị trí cĩ rị rỉ bụi nhằm giảm thiểu
lượng bụi gây ơ nhiễm mơi trường.
- Hệ thống lị nung: Qua thực tế đo đạc cho thấy nhiệt thải lị
nung cĩ nhiệt độ khá cao, khoảng 3500C nhưng chưa được thu hồi để
phục vụ sản xuất.
- Hệ thống động cơ bơm, quạt: Qua đo đạc khảo sát thực tế
cho thấy đa số các động cơ cĩ tải thay đổi liên tục và làm việc ở chế
độ non tải nhưng cĩ Bộ biến tần hoặc Powerboss đi kèm. Để nâng
cao chất lượng sản phẩm và tiết kiệm điện năng cơng ty cần trang bị
các thiết bị này.
- Hệ thống bảo ơn: Nhìn chung việc bảo ơn lị sấy chưa được
đảm bảo. Đặc biệt lượng hơi thất thốt qua khe hở cửa lị quá lớn. Vì
vậy cần sửa chữa các cửa lị đốt kín nhằm hạn chế tổn thất nhiệt qua
việc mở cửa lị.
- 18 -
4.2 Đề xuất các giải pháp tiết kiệm năng lượng
4.2.1 Biện pháp quản lý năng lượng
Quá trình hoạt động sản xuất của cơng ty tiêu thụ năng lượng
điện rất lớn. Nếu khơng cĩ biện pháp quản lý tốt sẽ gây lãng phí năng
lượng. Hiện tại số người phụ trách về quản lý lý năng lượng của cơng
ty là 12 người nhưng chỉ dừng lại ở chổ theo dõi hoạt động của hệ
thống điện, nhiệt và xử lý kịp thời khi cĩ sự cố xảy ra. Chưa cĩ thiết
bị đo lường năng lượng cho từng hộ tiêu thụ năng lượng như đồng hồ
đo tiêu thụ điện và nước cấp hàng tháng cho từng hệ thống.
Trước tình hình đĩ, việc lắp đặt cho các đồng hồ đo đếm năng
lượng và thành lập một ban chuyên trách quản lý năng lượng cho
cơng ty, cĩ sự phân cơng cụ thể từng người ở mỗi hệ thống sản xuất
là hết sức cần thiết và hàng tháng hay quí cĩ báo cáo định kỳ về mức
tiêu thụ năng lượng cũng như đánh giá suất tiêu hao năng lượng cho
1 đơn vị sản phẩm, từ đĩ cĩ giải pháp điều chỉnh thích ứng.
4.2.2 Giải pháp tiết kiệm năng lượng đối với hệ thống chiếu
sáng
Bảng 4.1 Tổng hợp chi phí đầu tư thay bĩng đèn
Hạng mục Thành tiền,VND
Tổng chi phí đầu tư 12 000 000
Tiền tiết kiệm hàng năm 6 062 400
Thời gian hồn vốn giản đơn: 2 năm
Sau 2,5 năm, lợi nhuận thu được là: 7 862 400
Giảm khí gây hiệu ứng nhà kính: 567 tấn GHG/ năm
- 19 -
4.2.3 Giải pháp tiết kiệm năng lượng đối với hệ thống lị nung
4.2.3.1 Thu hồi nhiệt lị nung để sản xuất điện
Nhiệt thải từ tháp trao đổi nhiệt cĩ nhiệt độ khá cao, khoảng
3500C và giĩ nĩng ra khỏi máy làm nguội cliner cũng tương tự nhưng
chưa được thu hồi để phục vụ sản xuất. Vì vậy cần tận dụng nhiệt
thải để sản phát điện.
Trên cơ sở nghiên cứu phân tích, xác định các thơng số về
nhiệt của lị nung clinker, khối lượng khí thải ở đầu lị và cuối lị,
nhiệt độ, áp suất, lượng khí cần thiết để sấy, nghiền nguyên liệu,
cung cấp các tham số kỹ thuật tin cậy để xây dựng trạm phát điện,
chọn lựa một phương án khoa học và chính xác, chọn lựa thiết bị
thích hợp, đồng bộ cĩ cơng suất phù hợp.
4.2.3.2 Xây dựng tổ hợp trạm phân tích khí kiểm tra quá trình
đốt nhiên liệu nhằm giảm chi phí nhiên liệu
Các quá trình diễn ra trong sản xuất clinker là phức tạp và cĩ
liên quan với nhau nhưng hầu hết các thợ máy trong điều khiển chế
độ nung chủ yếu là điều chỉnh nhiệt độ của các chất khí thải, được đo
sau mép làm mát của lị nung.
Để đánh giá hiệu quả đốt nhiên liệu cần phải cĩ thơng tin về
thành phần của các chất khí thải nĩi riêng, về hàm lượng khí ơxy, khí
cabonic CO2, và khí CO. Vì vậy cần thiết phải xây dựng tổ hợp trạm
phân tích khí kiểm tra quá trình đốt nhiên liệu nhằm giảm chi phí
nhiên liệu.
4.2.3.3 Lắp máy nghiền sơ bộ trước khi đưa nguyên liệu vào
máy nghiền bi
Từ đường đặc tính phụ tải cho thấy, tải của máy nghiền bi thay
đổi liên tục trong quá trình làm việc, lúc quá thấp,lúc quá cao, thấp
nhất là 240kW, lúc cao nhất lại vượt ngưỡng cơng suất định mức
- 20 -
380kW. Sở dĩ cĩ sự chênh lệch này là do kích thước nguyên liệu
khơng đồng đều, cĩ lúc các hạt kích thước quá lớn, lúc thì lượng hạt
liệu quá mịn đi qua máy nghiền làm máy khĩ vận hành ổn định làm
giảm hiệu quả. Vì vậy cần lắp máy nghiền sơ bộ trước khi đưa
nguyên liệu vào máy nghiền bi nhằm đảm bảo kích thước liệu đầu
vào < 3 mm. Giải pháp này nhằm tăng năng suất nghiền, đồng thời
tăng đáng kể độ mịn của sản phẩm, giảm tiêu hao năng lượng nghiền.
Đồ thị phụ tải máy nghiền bi
0
100
200
300
400
500
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Lần đo
C
ơ
n
g
s
u
ấ
t
,
k
W
Hình 4.1 Đồ thị phụ tải máy nghiền bi
Bảng 4.2 Tổng hợp chi phí đầu tư máy nghiền sơ bộ
Hạng mục Thành tiền,VND
Tổng chi phí đầu tư 1 210 394 000
Tiền tiết kiệm hàng năm 506 400 900
Thời gian hồn vốn giản đơn: 2,5 năm
Sau 2,5 năm, lợi nhuận thu được là: 687 960 000
Giảm khí gây hiệu ứng nhà kính: 567 tấn GHG/ năm
- 21 -
4.2.4 Lắp Powerbosss, VSD cho động cơ
4.2.4.1 Lắp đặt Powerboss cho động cơ Máy đập búa( 75kW)
Từ đường đặc tính phụ tải cho thấy, tải của máy đập búa thay
đổi liên tục trong quá trình làm việc, lúc thấp nhất là 60A, lúc cao
nhất lại vượt ngưỡng cơng suất định mức và thời gian non tải chiếm
phần lớn thời gian khảo sát. Vì vậy việc lắp thêm Powerboss cho
động cơ là hết sức cần thiết.
0
50
100
150
200
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Lần đo
I
,
A
Hình 4.2 Đồ thị phụ tải máy đập búa
Bảng 4.3 Tổng hợp chi phí đầu tư Powerboss cho máy đập búa
Hạng mục Thành tiền,VND
Tổng chi phí đầu tư 75 000 000
Tiền tiết kiệm hàng năm 38 709 000
Thời gian hồn vốn giản đơn: 1,94 năm
Sau 2,5 năm, lợi nhuận thu được là: 49 959 000
Giảm khí gây hiệu ứng nhà kính: 41,175 tấn GHG /năm
- 22 -
4.2.4.2 Lắp đặt Powerboss choMáy kẹp hàm đá( 33kW)
Từ đường đặc tính phụ tải cho thấy, tải của kẹp hàm đá thay
đổi liên tục trong quá trình làm việc, lúc thấp nhất là 30A, lúc cao
nhất lại vượt ngưỡng cường độ định mức và thời gian non tải chiếm
phần lớn thời gian khảo sát. Vì vậy việc lắp thêm Powerboss cho
động cơ là hết sức cần thiết.
0
10
20
30
40
50
60
70
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Lần đo
I
,
A
Hình 4.3 Đồ thị phụ tải máy kẹp hàm đá
Bảng 4.4 Tổng hợp chi phí đầu tư Powerboss cho máy kẹp hàm đá
Hạng mục Thành tiền,VND
Tổng chi phí đầu tư 36 000 000
Tiền tiết kiệm hàng năm 15 894 000
Thời gian hồn vốn giản đơn: 1,94 năm
Sau 2,5 năm, lợi nhuận thu được là: 21 294 000
Giảm khí gây hiệu ứng nhà kính: 17,55 tấn GHG /năm
- 23 -
4.2.4.3 Lắp đặt Powerboss cho động cơ gàu tải liệu ( 22kW)
Từ đường đặc tính phụ tải cho thấy, tải của gàu tải thay đổi
liên tục trong quá trình làm việc và thời gian non tải chiếm phần lớn
thời gian khảo sát. Điều này gây lãng phí một lượng điện năng rất
lớn.Vì vậy việc lắp thêm Powerboss cho động cơ là hết sức cần thiết.
0
10
20
30
40
50
60
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Lần đo
I
,
A
Hình 4.4 Đồ thị phụ tải gàu tải liệu
Bảng 4.5 Tổng hợp chi phí đầu tư Powerboss cho gàu tải
Hạng mục Thành tiền,VND
Tổng chi phí đầu tư 30 000 000
Tiền tiết kiệm hàng năm 23 346 000
Thời gian hồn vốn giản đơn: 1,3 năm
Sau 1,3 năm, lợi nhuận thu được là: 27 846 000
Giảm khí gây hiệu ứng nhà kính: 22,95 tấn GHG/năm
4.2.4.4 Động cơ gàu tải 300( 11kW)
Từ đường đặc tính phụ tải cho thấy, tải của gàu tải thay đổi
liên tục trong quá trình làm việc và thời gian non tải chiếm phần lớn
thời gian khảo sát. Điều này gây lãng phí một lượng điện năng rất
lớn.Vì vậy việc lắp thêm Powerboss cho động cơ là hết sức cần thiết.
- 24 -
0
5
10
15
20
25
30
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Lần đo
I
,
A
Hình 4.5 Đồ thị phụ tải của động cơ gàu tải 300
Bảng 4.6 Tổng hợp chi phí đầu tư Powerboss cho Gàu tải 300
Hạng mục Thành tiền,VND
Tổng chi phí đầu tư 45 000 000
Tiền tiết kiệm hàng năm 24 781 500
Thời gian hồn vốn giản đơn: 1,3 năm
Sau 1,3 năm, lợi nhuận thu được là: 31 531 500
Giảm khí gây hiệu ứng nhà kính: 22,95 tấn GHG/năm
4.2.4.5 Lắp biến tần cho động cơ quạt root ( 245kW)
Từ đường đặc tính phụ tải cho thấy, tải của quạt thay đổi liên
tục trong quá trình làm việc và thời gian non tải chiếm phần lớn thời
gian khảo sát.Vì vậy việc lắp biến tần cho động cơ là hết sức cần
thiết.
- 25 -
0
100
200
300
400
500
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Lần đo
I
,
A
Hình 4.6 Đồ thị phụ tải của động cơ quạt root
Bảng 4.7 Tổng hợp chi phí đầu tư lắp biến tần cho động cơ quạt root
Hạng mục Thành tiền,VND
Tổng chi phí đầu tư 440 000 000
Tiền tiết kiệm hàng năm 131 652 000
Thời gian hồn vốn giản đơn: 3,3 năm
Sau 3,3 năm, lợi nhuận thu được là: 197 652 000
Giảm khí gây hiệu ứng nhà kính: 162,9 tấn GHG /năm
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận
Luận văn đã thực hiện được:
- Kiểm tốn năng lượng tại nhà máy xi măng Đơng Trường
Sơn- Quảng Trị.
- Đưa ra các giải pháp tiết kiệm chung cho một số nhà máy sản
xuất xi măng và gạch ở Quảng Trị.Trên cơ sở đĩ cĩ thể tham khảo.
tìm hiểu để đưa ra giải pháp phù hợp với tình hình sản xuất của từng
nhà máy nhằm giảm chi phí sản xuất, tăng sức cạnh tranh.
- 26 -
- Đưa ra một số giải pháp tiết kiệm năng lượng thiết thực cho
nhà máy sản xuất xi măng Đơng Trường Sơn - Đơng Hà.
- Phân tích lợi ích chi phí của các giải pháp tiết kiệm .
2. Kiến nghị
Qua quá trình thực hiện đề tài tác giả đề tài cĩ một số kiến
nghị sau:
- Hoạt động tiết kiệm năng lượng của cơng ty phải thường nhật
và duy trì liên tục trong quá trình sản xuất. Để làm được điều này,
cơng ty phải đề ra chính sách khen thưởng và xử phạt thích hợp cho
những người trực tiếp quản lý năng lượng.
- Hàng năm, cơng ty cần phải đưa ra định mức kế hoạch tiêu
thụ năng lượng trên 1 tấn sản phẩm để phấn đấu đạt đến. Chẳng hạn,
định mức tiêu thụ năng lượng điện trong năm 2010 là 87 kWh/tấn xi
măng, năng lượng than là 198 kg/tấn thì kế hoạch đặt ra trong năm
2011là giảm định mức (giảm khoảng 5%) tiêu thụ điện xuống cịn
83kWh/tấn.
- Do thời gian thực hiện cĩ giới hạn nên phần áp dụng triển
khai thực tế các giải pháp tiết kiệm chưa được nhà máy thực hiện.
Mặt khác cần cĩ chuỗi số liệu thống kê đầy đủ trong thời gian dài
giúp đánh giá hiệu quả tiết kiệm cụ thể hơn.
- Đề tài vẫn cịn một số vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu như
việc thiết kế hệ thống phát điện tận dụng nhiệt thải lị nung. Do nhiều
yếu tố khách quan và thời gian nên tác giả sẽ thực hiện vào cơng
trình nghiên cứu sau.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- tomtat_73_139.pdf